今年北方降水多?歷史上或許更多……
發(fā)布時(shí)間:2021-12-08
出品:科普中國(guó)
制作:陳冠翰(中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所)
監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

  今年,我國(guó)北方的降雨量似乎比以往來(lái)得更多一些

  20217,河南鄭州遭遇特大暴雨單小時(shí)降雨量突破歷史極值。不僅如此,幾乎連綿不斷的降水在華北地區(qū)從入夏一直持續(xù)到了10月。

  入秋以后,隔三岔五的小雨所帶來(lái)的潮濕,更是讓身在北方、習(xí)慣了干燥秋天的廣大群眾不由得懷疑自己是不是到了江南水鄉(xiāng)。

難道北方終于摘下了“干旱”的帽子?

  雖然“南澇北旱”的常規(guī)格局已深入人心,但回望歷史我們會(huì)發(fā)現(xiàn),這種程度的降水在華夏大地北方似乎也并不少見(jiàn)。

  今天我們就走進(jìn)北方降水,來(lái)看看千百年來(lái)氣候變遷給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)的影響。

氣候變化產(chǎn)生的原因?或許遠(yuǎn)比人們想象的復(fù)雜

  氣候發(fā)生變化的原因十分復(fù)雜,每一次氣候事件的出現(xiàn)都是多種因素相疊加的結(jié)果。大到天文尺度指標(biāo)如太陽(yáng)輻射強(qiáng)度,地球軌道偏心率、地軸傾斜度、歲差等軌道參數(shù)的周期變化或地外天體撞擊,小到火山噴發(fā),冰山崩塌入?;騾^(qū)域地形及地表物質(zhì)構(gòu)成的改變都會(huì)對(duì)局地乃至全球氣候產(chǎn)生或大或小的影響。

  隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)自工業(yè)革命以來(lái)對(duì)地球表面各個(gè)圈層的影響日漸增強(qiáng)。溫室效應(yīng)、城市熱島效應(yīng)等因素進(jìn)一步加速了大氣環(huán)流并促進(jìn)了極端氣候事件的出現(xiàn)。

  中國(guó)現(xiàn)代氣候格局的形成要追溯至距今約24個(gè)百萬(wàn)年的中新世時(shí)期。中新世青藏高原快速隆升后,東亞季風(fēng)成為了我國(guó)北方季風(fēng)區(qū)的降水主要來(lái)源。現(xiàn)代我國(guó)北方季風(fēng)區(qū)每年的降水強(qiáng)度主要受東亞夏季風(fēng)與大陸內(nèi)部氣團(tuán)、北太平洋副熱帶高壓及赤道輻合帶等因素共同影響,在此基礎(chǔ)上結(jié)合其他各種影響氣候變化因素,最終的結(jié)果便是史書(shū)中“大旱”、“冬大雨雪”、“諸州大水”等記錄。

過(guò)去的北方,可能比現(xiàn)在還要濕潤(rùn)

  人類(lèi)社會(huì)對(duì)于氣候變化的現(xiàn)代儀器觀測(cè)記錄歷史不過(guò)200年,目前對(duì)于早期氣候變化歷史的重建主要依靠歷史文獻(xiàn)記錄與地質(zhì)學(xué)的相關(guān)研究方法進(jìn)行。

  目前的研究顯示,近一萬(wàn)年來(lái)全球氣候呈現(xiàn)先升溫后波動(dòng)下降的變化趨勢(shì)。而在我國(guó)北方,全新世以來(lái)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),溫度較高的暖濕時(shí)期主要有以下4個(gè)。

全新世中期,溫暖濕潤(rùn)的史前文明搖籃

  距今約90005000年的這段時(shí)期被稱(chēng)為全新世氣候適宜期,那時(shí)全球氣溫比現(xiàn)在更加溫暖,我國(guó)華北地區(qū)的年均溫相對(duì)現(xiàn)在要高2-3 C,年均降水量相對(duì)現(xiàn)在則要高出100-200mm。

  這一階段,暖濕的氣候?yàn)檗r(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了非常有利的自然條件,以仰韶、河姆渡為代表的早期農(nóng)業(yè)文化也開(kāi)始借著高溫多雨的氣候在黃河及長(zhǎng)江流域蓬勃發(fā)展并逐漸向周邊擴(kuò)張,最終形成了南稻北粟的農(nóng)業(yè)格局及中華文明的早期雛形。

  全新世中期后,全球氣溫便一直處在波動(dòng)下降之中。雖然在過(guò)程中依舊有了幾次長(zhǎng)短不一的溫暖事件,但持續(xù)很久的暖濕階段再也沒(méi)有出現(xiàn)。

  

 

  公元前5000年以來(lái)中國(guó)年均溫變化趨勢(shì)與歷史時(shí)期朝代更迭對(duì)比

 ?。▓D片來(lái)源:修改自竺可楨,1967

秦漢時(shí)期,暖期的六合歸一與休養(yǎng)生息

  秦漢時(shí)期是我國(guó)歷史上大一統(tǒng)封建王朝形成與發(fā)展的重要階段,而這一時(shí)期的氣候條件同樣相對(duì)優(yōu)越。雖然存在波動(dòng),但這一時(shí)期溫度總體偏暖,最暖的時(shí)期出現(xiàn)在公元前210-180年的秦末與西漢初期。

  在這一時(shí)期,華北地區(qū)的冬半年平均溫度比現(xiàn)在高1 C左右,降水充足,京津冀一帶秦漢時(shí)期的湖泊沉積物中,花粉組合與該時(shí)期的石筍穩(wěn)定同位素記錄都顯示該時(shí)期為一個(gè)較為濕潤(rùn)的階段。

  而這段溫暖濕潤(rùn)的時(shí)期則恰好與西漢初期“休養(yǎng)生息”的階段相對(duì)應(yīng)。溫暖濕潤(rùn)、適宜耕作的氣候與輕徭薄賦、鼓勵(lì)恢復(fù)生產(chǎn)的政策相結(jié)合,可能對(duì)漢初社會(huì)生產(chǎn)力的快速恢復(fù)起到了促進(jìn)作用。

隋唐時(shí)期,干濕交替與盛世來(lái)臨

  隋唐時(shí)期是我國(guó)大一統(tǒng)封建王朝的鼎盛期之一。隋唐初期氣候同樣溫暖,冬半年均溫約高于現(xiàn)在0.52 C,唐中后期溫度則開(kāi)始波動(dòng)下降。

  在濕度變化上,該時(shí)期呈現(xiàn)出“四濕”夾“三干”的特點(diǎn),四個(gè)最為濕潤(rùn)的時(shí)期分別位于公元600、730、820、900年附近,而唐朝的全盛時(shí)期,也就是史書(shū)中記載的“開(kāi)元盛世”則與730年的這次暖濕期重合。

  在該暖濕期,北方地區(qū)降水充沛,《舊唐書(shū)》中明確記載了唐代水稻在河南地區(qū)的廣泛推廣與種植,《新唐書(shū)》中甚至有在河北等地發(fā)現(xiàn)野生稻的生長(zhǎng)記錄。

北宋前期,中世紀(jì)暖期的前奏

  公元950-1250年,北大西洋地區(qū)出現(xiàn)了一次異常的增溫現(xiàn)象,由于當(dāng)時(shí)歐洲正處于中世紀(jì),因此也被稱(chēng)為“中世紀(jì)暖期”或“中世紀(jì)氣候異常期”。

  該時(shí)期我國(guó)與歐洲地區(qū)溫度變化趨勢(shì)較為一致,氣候溫暖。五代末-北宋前期(公元960-1100)冬半年均溫高于現(xiàn)代約0.3 C。華北地區(qū)在該階段同樣降水充足,在該時(shí)期的文獻(xiàn)中有多次連年洪澇的記錄,黃河的決溢和遷徙相對(duì)前代也更為頻繁。

  公元1100年后,全球氣候進(jìn)入了中世紀(jì)暖期中的冷階,氣溫下降導(dǎo)致夏季風(fēng)衰弱,使得我國(guó)北方地區(qū)出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的干旱事件。而隨著中世紀(jì)暖期在南宋-元代的逐漸結(jié)束,全球氣候進(jìn)入了小冰期中,該階段與我國(guó)明清時(shí)期對(duì)應(yīng),總體干冷的氣候一直持續(xù)至20世紀(jì)初期。

氣候變化對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響

  即便是在生產(chǎn)力已經(jīng)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中,一場(chǎng)不期而至的暴雨依舊會(huì)給受災(zāi)地區(qū)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)極大的壓力。如果將同樣的災(zāi)難放在遙遠(yuǎn)的過(guò)去,極端氣候事件的發(fā)生必然會(huì)對(duì)當(dāng)時(shí)的人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

  目前對(duì)于氣候變化與文明發(fā)展的研究顯示,我國(guó)中原王朝自東漢以來(lái)戰(zhàn)亂頻發(fā)的7個(gè)時(shí)期中有6個(gè)對(duì)應(yīng)氣候冷期,而北方游牧民族與南方農(nóng)耕王朝的沖突頻率在冷期也更加頻繁,且發(fā)生沖突的位置更偏南。

  干旱與洪澇導(dǎo)致農(nóng)業(yè)歉收,進(jìn)而產(chǎn)生饑荒、社會(huì)動(dòng)蕩乃至戰(zhàn)爭(zhēng),最終導(dǎo)致人口銳減,政權(quán)更替甚至文明衰落,這一過(guò)程從人類(lèi)社會(huì)演進(jìn)歷史的角度體現(xiàn)了氣候變化與文明演進(jìn)間存在的必然聯(lián)系。

  

 中國(guó)歷史溫度、糧食豐歉、饑荒和農(nóng)民起義的序列(210 BC-1910 AD

 ?。▓D片來(lái)源:方修琦等,2015

  氣候變化給人類(lèi)社會(huì)所帶來(lái)的影響是全方位的。為了應(yīng)對(duì)氣候變化導(dǎo)致的降雪量差異,先民甚至?xí)?duì)傳統(tǒng)建筑屋頂?shù)钠露冗M(jìn)行調(diào)整,在冷期通過(guò)較陡的屋頂來(lái)防止積雪過(guò)多,以此減輕積雪帶來(lái)的垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

  

 山西順平龍門(mén)寺中不同時(shí)期古建筑的屋頂跨度高度比,冷期建造的房屋相比暖期建造的房屋屋頂坡度更陡。(圖片來(lái)源:修改自Li S et al.,2021

  結(jié)語(yǔ)

  影響氣候變化的因素是復(fù)雜的,而氣候變化對(duì)于人類(lèi)社會(huì)的全方位影響也在悄然繼續(xù),雖然目前人類(lèi)已經(jīng)可以對(duì)地球的氣候系統(tǒng)做出一定的改造,但與自然的力量相比終究還是顯得微不足道。相信隨著研究深入,我們對(duì)于人類(lèi)自身與氣候環(huán)境協(xié)同演化的理解也會(huì)更進(jìn)一步。

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